CN108533421A - 发动机速度控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的系统和装置包括发动机，其包括：燃料箱；化油器，其包括能够在第一节流阀位置与第二节流阀位置之间移动的节流阀；调速器系统，其被配置来移动所述节流阀；以及速度控制系统，其包括控制杆和曲拐，所述控制杆界定出第一致动距离，所述曲拐能够在空转位置和高速位置之间移动并且被连接至调速器系统。所述曲拐界定出与第一致动距离不同的第二致动距离。

Description

发动机速度控制系统

相关专利申请的交叉引用

本申请涉及2017年3月2日提交的美国临时专利申请号62/466,257，并且涉及2017年2月17日提交的美国外观设计专利申请号29/594,461。在该段落中列出的每个申请的全文都通过引用合并入本文中。

背景技术

本申请大体涉及发动机的速度控制。更具体地，本申请涉及一种速度控制系统，其能够被设置在可变速度模式或固定速度模式中，并且可以与一个以上的远程致动系统一起使用。

发明内容

一个实施方式涉及一种发动机，其包括：燃料箱；化油器，其包括能够在第一节流阀位置与第二节流阀位置之间移动的节流阀；调速器系统，其被配置来移动所述节流阀；以及速度控制系统，其包括控制杆和曲拐（bellcrank），所述控制杆界定出第一致动距离，所述曲拐能够在空转位置（idle position）和高速位置之间移动并且被连接至调速器系统。所述曲拐界定出与第一致动距离不同的第二致动距离。

替代性的示例性实施方式涉及可在权利要求中概括叙述的其他特征和特征组合。

附图说明

结合附图从以下详细描述中将更充分地理解本发明。

图1是根据一个实施方式的发动机的视图。

图2是图1的发动机的视图，示出了四个速度控制致动方向。

图3是图1的发动机的视图，示出了另一个速度控制致动方向。

图4是图1的发动机的顶视图，示出了根据一个实施方式的处于关闭设置中的速度控制系统。

图5是图4的速度控制系统的速度控制杆的顶视图。

图6是图4的速度控制系统的曲拐的视图。

图7是图1的发动机的顶视图，示出了处于高速设置中的速度控制系统。

图8是图4的速度控制系统的顶视图，其处于可变速度控制模式和实芯线或鲍登线（Bowden cable）致动中。

图9是图4的速度控制系统的顶视图，其处于可变速度模式和软芯线或编织线致动中。

图10是图4的速度控制系统的视图，其处于固定速度模式中。

图11是根据一个实施方式的处于关闭设置中的另一个速度控制系统的视图。

图12是图11的速度控制系统的视图，其处于高速设置中。

图13是图11的速度控制系统的视图，其处于关闭设置中。

图14是图11的速度控制系统的视图，其处于高速设置中。

图15是图11的速度控制系统的视图，其处于关闭设置中。

图16是图11的速度控制系统的视图，其处于关闭设置中。

图17是图11的速度控制系统的视图，其处于关闭设置中。

图18是图11的速度控制系统的视图，其处于在关闭设置和高速设置之间的低速设置中。

图19是图11的速度控制系统的视图，其处于高速设置中。

图20是图11的速度控制系统的视图，其处于关闭设置中。

图21是图11的速度控制系统的视图，其处于关闭设置中。

图22是根据一个实施方式的连接套件的爆炸图，其被设置来与图4的速度控制系统一起使用。

图23是图1的发动机的视图，示出了调节操作。

图24是图1的发动机的视图，示出了其他调节操作。

具体实施方式

在述及详细说明示例性实施例的附图之前，应该理解的是，本申请不限于在说明书中阐述或附图中示出的细节或方法。还应该理解的是，术语仅用于描述的目的，并不应被认为是限制性的。

总体上参考附图，图中示出并描述了发动机的速度控制系统，其包括速度控制杆和曲拐。所述速度控制杆和曲拐包括多个连接点，使得所述速度控制系统能够在手动控制模式中被手动地控制，或者在远程控制模式中被远程地控制。提供远程操作的所述连接点可以被设置来通过实芯线（solid wire）致动器或软芯线（soft wire）致动器进行操作。此外，所述曲拐被构造来通过具有不同的致动行程距离的不同的致动系统进行操作。在一个实施例中，所述曲拐具有提供通过15毫米或20毫米、或17.5毫米行程距离进行操作的连接点。所述速度控制系统可以被设置来在可变速度模式中运行，其中速度控制杆的位置影响发动机的运行速度，或者在固定速度模式中运行，其中曲拐被固定。所述速度控制系统还可以包括由速度控制杆驱动的点火杀灭和燃料切断。在一些实施方式中，驱动速度控制杆（手动或远程地）会影响发动机的速度、点火杀灭和燃料切断。

如图1所示，发动机30包括燃料箱34和速度控制系统38，速度控制系统包括化油器42、速度控制杆46、曲拐50（在图1中不可见，见图4）、调速器系统54和输送阀系统58。可以使用发动机30 为户外动力设备、便携式现场设备或需要原动机的其他设备供电。户外动力设备可以包括草坪割草机、骑乘式拖拉机、除雪机、高压清洗机、耕作机、劈木机、零转弯半径割草机、手扶式割草机、骑乘式割草机、站立式割草机、路面制备装置（pavement surfacepreparation device）、工业车辆（如叉车）、多用途车辆、商用草皮设备（如鼓风机）、真空机、碎片装载机、播种机（overseeder）、动力耙机、充气机、草皮切割机、刷式割草机（brushmower）、便携式发电机等。例如，户外动力设备可以使用发动机30来驱动一个工具，例如草坪割草机的旋转叶片、高压清洗机的泵、扫雪机的螺旋推运器和/或户外动力设备的传动系统。便携式现场设备可以包括便携式灯塔、移动式工业加热器和便携式灯架。

化油器42包括可在低速位置形式的第一位置和高速位置形式的第二位置之间移动的节流阀，并由此控制空气燃料混合物离开化油器42和进入发动机30的燃烧室，化油器还包括阻塞杆62，其设置成调节阻塞阀的位置以控制空气流入化油器42。化油器42设置成将来自燃料箱34的燃料与空气混合并将混合物提供给燃烧室。在一些实施方式中，阻塞杆62可以被取消或者被设置在发动机30上的不同位置/位点中。

发动机30可以是小型单缸四冲程内燃机的形式并且包括发动机缸体、进气口和排气口。在发动机30的内部，发动机30包括构造成将空气从空气入口引导至燃烧室的通路。沿着该通路，燃料与化油器42或其他燃料喷射装置中的空气混合。燃烧室中的燃烧将化学能经由活塞、连杆和曲轴转换成机械能（例如旋转运动；转矩），然后该曲轴可联接到户外动力设备的一个或多个旋转工具（例如叶片、交流发电机、螺旋推运器、叶轮、齿、传动系统）。在所示的实施方式中，曲轴是水平曲轴，其设置成向输出轴66（见图3）提供动力，而输出轴被设置为向一个或多个工具提供动力。在其他实施方式中，曲轴是立式曲轴。在其他实施方式中，发动机30包括两个或更多个汽缸（例如，设置成V形双引擎结构的两个汽缸）。

曲拐50通过调速器系统54连接到化油器42，并且曲拐50和调速器系统54相互作用以控制提供给汽缸的燃烧室的燃料空气混合物的量，并由此改变发动机30的运转速度。输送阀系统58设置在燃料箱34和化油器42之间的燃料流动路径中，并且响应于速度控制杆46而运作，以选择性地阻止燃料从燃料箱34流至化油器42。

如在图2和3中所示，可以从五个不同的方向远程控制发动机30的速度：右杆方向A、左杆方向B、前曲拐方向C、后曲拐方向D、以及左曲拐方向E（见图3）。五个方向A-E界定出了可以由远程致动器使用来控制速度控制系统38的致动方向。在一些实施方式中，右杆方向A可以与实芯线致动器一起使用来推至高速空载（high speed no load，HSNL）设置。左杆方向B可以与实芯线致动器一起使用来拉至HSNL设置。前曲拐方向C可以与实芯线致动器或软芯线致动器一起使用来拉至HSNL设置。后曲拐方向D可以与实芯线致动器一起使用来推至HSNL设置。左曲拐方向E可以与实芯线致动器或软芯线致动器一起使用来拉至HSNL设置。

如在图4中所示，速度控制杆46被围绕第一轴74可旋转地安装至托架70，而曲拐50被围绕第二轴78可旋转地安装至托架。速度控制杆46通过控制连杆82连接至曲拐50，使得速度控制杆46围绕第一轴74的旋转导致曲拐50围绕第二轴78的旋转。

同样如在图4中所示，调速器系统54包括：调速器臂86，其通过调速器弹簧90连接至曲拐50，并且由调速器或响应于发动机30速度的速度传感装置控制；以及调速器连杆94，其联接至化油器42的节流阀以控制提供给发动机30的燃烧室的燃料空气混合物。在一些实施方式中，移动速度控制杆46会引起曲拐50的旋转，并改变调速器弹簧90的张力，从而通过改变调速器系统54中的力平衡来影响发动机30的速度，其通过调速器臂86和调速器连杆94来移动节流阀。在一些实施方式中，如果发动机30运转，则速度控制杆46的移动仅影响节流阀的位置。当发动机30关闭时，由于节流阀由调速器空转弹簧保持在全开状态，所以移动速度控制杆46不会影响节流阀的位置。根据需要，调速器系统54还可以包括配重、滑块杯（slider cup）、曲柄、弹簧、连杆和其他部件。

同样如在图4中所示，输送阀系统58包括输送阀，该输送阀是可致动的，使得阀元件能够在打开位置和关闭位置之间移动，以选择性地抑制燃料流向化油器42。输送阀系统58由速度控制杆46控制。输送连杆98连接在速度控制杆46和输送阀系统58之间。当速度控制杆46被设置在关闭位置（如图4所示）时，输送连杆98驱动输送阀系统58至燃料被阻止流向化油器42的输送位置。在2017年3月2日提交的美国临时专利申请号62/466,257中讨论了输送阀系统58的实施方式，其全文通过引用合并入本文中。

同样如在图4中所示，接地开关102形式的电气切断元件被安装在托架70上，并且被放置来与速度控制杆46相互作用。当速度控制杆被设置在关闭位置（如图4所示）时，接地开关102使发动机30的点火电路接地，使得防止发动机30运行。在美国临时专利申请号62/466,257中讨论了电气切断元件的进一步细节和实施方式。

如在图5中所示，速度控制杆46包括：手柄106；控制杆远程孔110，其被界定在手柄106中并且其尺寸设计成接收线致动器；安装孔114，其尺寸设计成将速度控制杆46围绕第一轴74安装至托架70；控制杆速度孔118，其尺寸设计成接收控制连杆82；控制杆输送孔122，其尺寸设计成接收输送连杆98；以及速度控制凸轮表面126，其尺寸设计成与接地开关102相互作用，并且在禁止发动机30运行的关闭位置和允许发动机30运行的开启位置之间驱动接地开关。

如在图6中所示，曲拐50包括第一臂130、第二臂134、第三臂138、以及安装孔142，该安装孔的尺寸设计成将曲拐50围绕第二轴78安装至托架70。第一臂130包括曲拐控制孔146和弹簧孔150，曲拐控制孔的尺寸设计成接收控制连杆82。第二臂134包括第一软芯线孔154、第一短投孔（throw aperture）158、以及第一长投孔162。第三臂138包括第二软芯线孔166、第二短投孔170、第二长投孔174、以及调速器弹簧座178，该弹簧座的尺寸设计成接合并保持调速器弹簧90。在一些实施方式中，调速器弹簧座178是孔、压紧螺母或另一连接结构。在一些实施方式中，在第二臂134和第三臂138中的每一个上都可以包括多于两个或小于两个的投孔。在一些实施方式中，可以取消第一投孔158、162或第二投孔170、174。在一些实施方式中，可以取消软芯线孔154、166中的一个或两个。在一些实施方式中，可以取消弹簧孔150。

如在图7中所示，当速度控制杆46被置于HSNL设置中时，控制连杆82在曲拐50的第一臂130上进行推动，使得曲拐以顺时针方向围绕第二轴78旋转。曲拐50的旋转导致调速器弹簧座178拉动调速器弹簧90并且增加施加至调速器臂86的张力。增加的张力促使调速器系统54提高发动机30的速度。在HSNL设置中，速度控制凸轮表面126不接触接地开关102，允许发动机30运行或运转。此外，输送连杆98驱动输送阀系统58，使得燃料从燃料箱34提供至化油器42。

如在图8中所示，速度控制系统38可以被设置来与连接至控制杆远程孔110的第一实芯线致动器182一起工作。第一实芯线致动器182被设置来将速度控制杆46沿右杆方向A推至HSNL设置（以红色示出）。第一实芯线致动器182被设置来将速度控制杆46拉进关闭位置（以蓝色示出）。速度控制系统38还可以被设置来与连接至控制杆远程孔110的第二实芯线致动器186一起工作。第二实芯线致动器186被设置来将速度控制杆46沿左杆方向B拉至HSNL设置，以及将速度控制杆46推至关闭位置。速度控制系统38还可以被设置来与连接至第一投孔158、162中的一个的第三实芯线致动器190一起工作。第三实芯线致动器190被设置来将曲拐50的第二臂134沿前曲拐方向C拉至HSNL设置，以及将曲拐50的第二臂134沿后曲拐方向D推至关闭位置。速度控制系统38还可以被设置来与连接至第二投孔170、174中的一个的第四实芯线致动器194一起工作。第四实芯线致动器194被设置来将曲拐50的第三臂138沿左曲拐方向E拉至HSNL设置，以及将曲拐50的第三臂138推至关闭位置。

控制连杆82连接速度控制杆46和曲拐50，使得速度控制杆46和曲拐50的移动是协调的。速度控制杆46和曲拐50的协调动作导致除了速度控制之外，接地开关102和输送阀系统58经由远程致动器182、186、190、194致动，使得速度控制系统38可以在HSNL设置、低速空载（LSNL）设置（见图18）和关闭位置（即点火和燃料切断位置）之间驱动。

在一个实施方式中，控制杆远程孔110界定出约为27.7毫米的第一致动距离200。在其他实施方式中，第一致动距离可以大于或小于27.7毫米。第一长投孔162界定出第二致动距离204，其小于第一致动距离并且可以约为二十毫米（20 mm）。在其他实施方式中，第二致动距离可以大于或小于20 mm。第一短投孔158界定出第三致动距离208，其小于第二致动距离204并且可以约为十五毫米（15 mm）。在其他实施方式中，第三致动距离可以大于或小于15 mm。第二长投孔174也被设置来界定出第二致动距离204，而第二短投孔170被设置来界定出第三致动距离208。第一致动距离200、第二致动距离204、以及第三致动距离208，除了使得能够使用五个不同的方向A-E操作速度控制系统38之外，还使得速度控制系统38能够被结合进各种各样的系统。例如，发动机30可以作为改装而被安装进原本设计来使用不同发动机类型或厂家来运行的系统。

如在图9中所示，速度控制系统38可以被设置在远程控制速度和手动控制点火和燃料切断模式中。移除了控制连杆82，使得速度控制杆46和曲拐50独立地运行。速度控制杆46由用户手动地在开启位置和关闭位置之间操纵。在开启位置，输送阀系统58被驱动，使得燃料被提供至化油器42，并且速度控制凸轮表面126不接合接地开关102，使得发动机30能够运行。在关闭位置，输送阀系统58被驱动，使得燃料被禁止流向化油器42，并且速度控制凸轮表面126接合接地开关102，使得发动机30被禁止运行。在其他实施方式中，可以安装第一实芯线致动器182或第二实芯线致动器186并且控制速度控制杆46。

回位弹簧212被连接在第一臂130上的弹簧孔150和托架70之间，使得曲拐50被偏置向空转位置（以蓝色示出）。曲拐50可以被连接至上述第三实芯线致动器190或第四实芯线致动器194中的一个，以控制发动机速度。替代地，软芯线座216可以被连接至第一软芯线孔154或第二软芯线孔166中的一个。可以通过连接至安装在第一软芯线孔154中的软芯线座216的第一软芯线致动器220，驱动曲拐50。第一软芯线致动器220可以将曲拐50的第二臂134沿前曲拐方向C拉动，以实现HSNL设置。也可以通过连接至安装在第二软芯线孔166中的软芯线座216的第二软芯线致动器224，驱动曲拐50。第二软芯线致动器224可以将曲拐50的第三臂138沿左曲拐方向E拉动，以实现HSNL设置。回位弹簧212将曲拐50移回进空转位置。在所示的实施方式中，第一软芯线孔154和第二软芯线孔166界定出第四致动距离226，其小于第二致动距离204并且大于第三致动距离208。在一个实施方式中，第四致动距离为约17.5毫米。在其他实施方式中，第四致动距离可以大于或小于17.5毫米。

如在图10中所示，速度控制系统38可以被设置在固定速度控制设置中。在曲拐50设置在HSNL位置中的同时，将带肩螺钉228形式的固定元件或紧固件固定穿过第一软芯线孔154并且进入托架70，使得曲拐50被相对于托架70固定在原位。移除了控制连杆82，使得可以手动地或者通过第一或第二实芯线致动器182、186来操纵速度控制杆46，以提供点火或燃料切断。

图11-21示出了与上述速度控制系统38相似的另一个速度控制系统232。

如在图22中所示，可以为发动机30提供松散套件（loose kit）236，其包括：带肩螺钉228；回位弹簧212；软芯线座216，其包括夹子240、保持器螺母244和螺钉248；用于固定致动器的套管夹252和螺钉256；以及安装托架260，其可以被用来安装第一实芯线致动器182。

如在图23中所示，发动机30提供了多个接入点来调节速度控制系统38。可以使用高速唐弯管（tang bender）264来调节调速器弹簧座178。可以如在272所示地使用扳手268来调节速度控制杆46，或者如在276所示地安装远程致动器。

如在图24中所示，可以使用螺丝刀280来安装致动器或安装/调节软芯线座216。

如各种示例性实施方式中所示的发动机速度控制系统的构造和设置仅是说明性的。尽管在本公开中仅仅详细描述了一些实施方式，但是可以进行许多修改（例如，尺寸、结构、各种元件的形状和比例、参数的值、安装设置、材料的使用、颜色、方向等的改变）而实质上不偏离本文所述主题的新颖教导和优点。显示为一体形成的一些元件可以由多个部件或元件构成，元件的位置可以颠倒或以其他方式变化，并且可以改变或变化分立元件或位置的性质或数量。根据替代实施方式，任何过程、逻辑算法或方法步骤的顺序或次数可以被改变或重新排序。在不脱离本发明的范围的情况下，还可以在各种示例性实施方式的设计、操作条件和设置中进行其他替代、修改、改变和省略。

Claims (20)

1.一种发动机，包括：

燃料箱；

化油器，其包括能够在第一节流阀位置与第二节流阀位置之间移动的节流阀；

调速器系统，其被配置来移动所述节流阀；以及

速度控制系统，其包括控制杆和曲拐，所述控制杆界定出第一致动距离，所述曲拐能够在空转位置和高速位置之间移动并且被连接至所述调速器系统，所述曲拐界定出与所述第一致动距离不同的第二致动距离。

2.根据权利要求1所述的发动机，其中所述第一致动距离为约27.7毫米，并且所述第二致动距离选自15毫米、17.5毫米和20毫米中的一个。

3.根据权利要求1所述的发动机，其中所述控制杆包括孔，该孔的尺寸被设计来接收实芯线致动器。

4.根据权利要求1所述的发动机，其中所述曲拐包括孔，该孔被配置来接合实芯线致动器和软芯线致动器中的一个。

5.根据权利要求1所述的发动机，其中所述曲拐被连接至所述控制杆，使得将所述控制杆在第一位置和第二位置之间移动，会使所述曲拐在所述空转位置和所述高速位置之间移动。

6.根据权利要求1所述的发动机，其中所述控制杆和所述曲拐被连接至托架。

7.根据权利要求6所述的发动机，其中所述曲拐能够被固定至所述托架，使得所述曲拐被禁止相对于所述托架移动。

8.根据权利要求1所述的发动机，所述发动机进一步包括电气切断元件，所述电气切断元件被放置来由所述控制杆驱动。

9.根据权利要求8所述的发动机，其中所述电气切断元件包括点火接地开关。

10.根据权利要求8所述的发动机，其中所述控制杆被接地至所述发动机，并且其中所述电气切断元件是点火接地线，所述点火接地线被配置来在其接触所述控制杆时使点火电路接地。

11.根据权利要求1所述的发动机，所述发动机进一步包括流体连接在燃料箱和化油器之间的输送阀，所述输送阀包括阀元件，所述阀元件能够在允许燃料在燃料箱和化油器之间流动的打开的阀位置和阻止燃料在燃料箱和化油器之间流动的关闭的阀位置之间移动，其中所述阀元件能够响应于所述控制杆而移动。

12.根据权利要求1所述的发动机，其中所述控制杆和所述曲拐独立地运行，使得所述曲拐影响发动机速度而所述控制杆控制点火杀灭电路和燃料切断。

13.根据权利要求1所述的发动机，其中所述速度控制系统能够被设置在远程控制模式、手动控制模式、或固定速度模式中。

14.根据权利要求1所述的发动机，其中所述速度控制系统包括控制连杆，所述控制连杆将所述控制杆连接至所述曲拐。

15.根据权利要求1所述的发动机，其中所述速度控制系统能够从五个方向被手动控制。

16.根据权利要求1所述的发动机，其中所述控制杆的位置由所述曲拐控制。

17.根据权利要求1所述的发动机，其中所述控制杆能够在高速位置、低速位置和关闭位置之间移动。

18.根据权利要求1所述的发动机，其中所述控制杆控制点火杀灭电路、燃料切断，并且影响发动机速度。

19.根据权利要求1所述的发动机，其中所述曲拐进一步界定出小于所述第二致动距离的第三致动距离。

20.根据权利要求19所述的发动机，其中所述第二致动距离为约二十毫米，而所述第三致动距离为约十五毫米。